اثر تنش خشکي بر ذرت

(The Effects of Drought Stress and Plant Density on Yield and Some Agronomic Traits of Maize (Sc301

چکيده

اثر تنش خشکي در 3 مرحله مختلف رشد در مقايسه با آبياري معمولي و تراکم بوته در 3 سطح مختلف بر روي عملکرد و برخي خصوصيات زراعي ذرت هيبريد (Sc 301) در مزرعه تحقيقاتي بخش ذرت موسسه تحقيقات اصلاح و تهيه نهال بذر کرج با استفاده از طرح آزمايشي کرت هاي نواري با 3 تکرار مورد بررسي قرار گرفت. تيمارهاي مورد بررسي شامل اعمال تنش خشکي در 3 مرحله قبل از گل دهي، در زمان گل دهي و در زمان پر شدن دانه ها در مقايسه با آبياري معمولي به عنوان شاهد بود. معيار اعمال تنش خشکي در اين آزمايش قطع آبياري در زماني مشخص تا رسيدن ميزان رطوبت خاک به رطوبت در پتانسيل 15 - اتمسفر در ناحيه توسعه ريشه در هر يک از مراحل سه گانه ذکر شده و سپس شروع آبياري مجدد سه روز پس از آن بود. تيمارهاي تراکم بوته نيز در سه سطح شامل 60000، 75000 و 90000 بوته در هکتار اعمال گرديد. تيمار تنش خشکي به عنوان عامل A (عمودي) و تيمار تراکم بوته به عنوان عامل B (افقي) بصورت نواري در سرتاسر بلوک ها پياده شد. عملکرد دانه، تعداد کل دانه در بلال، وزن 100 دانه، تعداد روزهاي تا 50% گرده افشاني فاصله بين 50 % گرده افشاني و ظهور گل آذين ماده، تعداد روزهاي تا رسيدگي فيزيولوژيکي مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد که تنش خشکي در هر يک از مراحل فوق باعث کاهش معني دار عملکرد در ذرت مي گردد. تنش خشکي در مرحله گل دهي بيشترين خسارت را بر عملکرد دانه داشته و عملکرد را 42% کاهش داد. تنش در مرحله پر شدن دانه ها و تنش قبل از گل دهي نيز از نظر خسارت بر عملکرد در مراحل بعدي بود و به ترتيب 15/8 و 12/5 درصد عملکرد دانه را کاهش داد.
کلمات کليدي : تنش خشکي، تراکم بوته، ذرت

مقدمه

در ايران کشت ذرت در سال هاي اخير رونق يافته و استفاده از آن در تغذيه دام و طيور و مصارف صنعتي مورد توجه قرار گرفته است. از طرفي تامين آب مورد نياز در مراحل خاص رشد رويشي و زايشي اين گياه که فوق العاده حساس نسبت به تنش رطوبتي در مراحل مختلف مي باشد و همچنين تعيين بهترين تراکم پيشنهادي در اين رابطه از اهميت خاصي برخوردار است. در گونه هاي داراي رشد محدود مانند ذرت تنش در مراحل خاصي از رشد زايشي ممکن است بحراني باشد. مرحله گرده افشاني و دو هفته پس از آن حساس ترين دوره رشد اين گياه نسبت به تنش خشکي است. نتايج تحقيقات زنگ و همکاران (Zhang et al., 2004) که اثر تراکم هاي مختلف کاشت را در خصوصيات ذرت بررسي کرده بودند نشان داد که وزن تر و وزن خشک بوته با افزايش تراکم کاهش مي يابد ولي عمرکرد خشک و عملکرد تر در هکتار با افزايش تراکم افزايش مي يابد.
نتايج تحقيقات زمانيان و نجفي (Zamanian and Najafi, 2002) در خصوص اثر تراکم هاي مصرف مختلف کاشت (100،90،80،70 و 130 هزار بوته در هکتار) در خصوصيات زراعي ذرت نشان مي دهد که بيشترين عملکرد بيومس و بيشترين عملکرد بلال به ترتيب به ميزان 69/9 و 23/9 تن در هکتار از تراکم 130 هزار بوته در هکتار بدست آمده است. نتايج تحقيقات ايپتاس و اسر (Iptas and Acar, 2003) نشان مي دهد که افزايش تراکم بوته در کشت ذرت باعث افزايش عملکرد خشک مي شود. نتايج مطالعات گلداني موجب و همکاران (Mujeeb et al., 2004) در خصوص اعمال مکش هاي مختلف در خاک گلدان کشت شده با ذرت نشان داد که هرچه مکش خاک منفي تر مي شود، رشد کاهش يافته و بيومس نيز کاهش شديد مي يابد.
نتايج تحقيقات کالير (Calir , 2004) در خصوص اعمال تنش رطوبتي در مراحل مختلف رشد ذرت نشان مي دهد که تنش رطوبتي در مرحله کاکل دهي و تکشيل بلال موجب کاهش شديد ارتفاع و عملکرد محصول مي شود. تنش در مرحله کاکل دهي موجب تاخير در ظهور گل آذين ماده شد. هم چنين اعمال تنش رطوبتي در مرحله رشد رويشي باعث افت 32-28 درصدي ماده خشک توليدي شد. حساس ترين مرحله براي ذرت که موجب افت 66 تا 93 درصدي عملکرد مي شود اعمال تنش رطوبتي طولاني مدت در مرحله کاکل دهي تا مرحله تشکيل بلال است. نتايج تحقيقات غديري و مجدي (Ghadiri and Majidi, 2003) در خصوص اعمال تنش رطوبتي در مرحله خميري شدن دانه نشان مي دهد که اين تنش عملکرد و وزن بلال را به شدت کاهش معني دار مي دهد. کرناک و همکاران (Krnak et al., 2003) اذعان مي دارند که تنش رطوبتي و کاهش مصرف آب در ذرت باعث کاهش معني دار ارتفاع گياه، قطر ساقه و شاخص سطح برگ و وزن ماده خشک مي شود. پلات (Plaut, 1995) اذعان مي دارد که مرحله گل دهي و تشکيل بلال، حساس ترين مرحله نسبت به رطوبتي است و کوچکترين تنش رطوبتي در اين مرحله از رشد منجر به کاهش عملکرد تر، کاهش عملکرد خشک، کاهش ارتفاع و قطر ساقه مي شود. نتايج تحقيقات نشان مي دهد که در اثر تنش رطوبتي در زمان گلدهي، تعداد کل دانه در بلال، وزن 100 دانه، عملکرد تر و عملکرد خشک در مقايسه با تيمار بدون اعمال تنش رطوبتي به شدت کاهش مي يابد. نامبرده اذعان مي دارد که حساس ترين مرحله در ذرت زمان گلدهي مي باشد. نتايج تحقيقات پندي و همکاران (Pandy et al., 2000) در خصوص اعمال تنش رطوبتي در مراحل مختلف رشد ذرت نشان داد که اعمال تنش رطوبتي به طور کلي باعث کاهش عملکرد دانه، تعداد دانه در بلا، وزن 100 دانه بلال، کاهش قطر ساقه و کاهش ارتفاع گياه مي شود.
مقايسه مراحل مختلف نشان مي دهد که بيشترين تاثير در کاهش صفات فوق مربوط به اعمال تنش در زمان گلدهي مي باشد. نتايج مطالعه تولک و همکاران (Tolk et al., 1999) در خصوص تراکم بوته و اثر آن در خصوصيات کمي ذرت نشان مي دهد که هرچه تراکم بوته بيشتر مي شود ( تا 110 هزار بوته در هکتار) قطر ساقه و عملکرد تر و خشک تر تعداد دانه بلال و وزن 100 دانه کاهش مي يابد ولي عملکرد تر و خشک در هکتار افزايش مي يابد. تورگوت (Turgut, 2000) شروع حساسيت ذرت به رطوبت خاک را 2 تا 7 روز بعد از کاکل دهي و پايان اين دوره را 16 تا 22 روز بعد از کاکل دهي اعلام نمود.

مواد و روش ها

اين بررسي با استفاده از يک رقم هيبريد زودرس ذرت به نام SC 301 در مزرعه تحقيقاتي موسسه تحقيقات اصلاع و تهيه نهال و بذر کرج اجرا گرديد. طرح آزمايشي مورد استفاده اسپيلت بلوک (کرت هاي نواري) با 3 تکرار بود. فاصله کرت هاي مجاور هم در بلوک 1/5 متر (2 رديف کاشت) در نظر گرفته شد. هر کرت شامل شش رديف هفت متري و فاصله رديف ها از يکديگر 75 سانتي متر بود. تنش خشکي در 3 مرحله مشخص قبل از گل دهي (SI) در زمان گل دهي (S2) و در زمان پر شدن دانه (S3) بر روي ذرت اعمال گرديد ضمن اينکه تيماري هم بدون اعمال تنش خشکي و با آبياري نرمال (N) در کل دوره رشد در نظر گرفته شد. تراکم هاي مورد نظر نيز در 3 سطح 60000، 75000 (تراکم اپتيمم) و 90000 بوته در هکتار به منظور بررسي اثر اين عامل و همچنين بررسي اثرات متقابل آن با سطوح تنش خشکي در نظر گرفته شد. قبل از کاشت 50 کيلوگرم فسفر (P2O5 ) از منبع سوپرفسفات تريپل و 100 کيلوگرم پتاسيم (K2o) از منبع سولفات پتاسيم بر اساس آزمون خاک در هکتار مصرف شد. کود ازت نيز از منبع اوره به ميزان 200 کيلوگرم در هکتار (N) در دو مرحله (30 روز پس از کاشت و قبل از کاکل دهي) بر اساس آزمون خاک مصرف شد.
در اين تحقيق معيار اعمال تنش خشکي در اين آزمايش قطع آبياري در زمان مشخص تا رسيدن رطوبت خاک ناحيه توسعه ريشه به پتانسيل 15- اتمسفر در مرحله مورد نظر و سپس شروع آبياري 3 روز پس از آن بود که با استفاده از روش وزني خاک اندازه گيري شد. تراکم هاي بوته نيز به وسيله تنظيم فاصله بوته ها بر روي خطوط کشت اعمال گرديد. به طوري که فاصله بوته ها روي خطوط براي دست يابي به تراکم هاي فوق الذکر به ترتيب 14/5، 22، 18 سانتي متر در نظر گرفته شد. عملکرد دانه، وزن 100 دانه، تعداد کل دانه در بلال، روزهاي تا 50% گرده افشاني، فاصله زماني بين 50% گرده افشاني و ظهور گل آذين ماده و روزهاي تا رسيدن فيزيولوژيکي اندازه گيري و مورد بررسي قرار گرفتند.

نتايج و بحث

نتايج تجزيه فيزيکي خاک محل آزمايش در جدول 1 آورده شده است. بر اساس اين جدول وزن ظاهري خاک تا عمق 30 سانتي متري 1/6 گرم بر سانتي متر مکعب و تا عمل 60 سانتي متر 1/7 گرم بر سانتي متر معکب بوده است.

جدول 2 مقايسه ميانگين هاي صفات مورد مطالعه را نشان مي دهد تجزيه و تحليل اين جدول به شرح زير در عناوين جداگانه و به تفکيک ذکر شده است.

عملکر دانه

نتايج حاصل از اين بررسي نشان داد که اثر تنش خشکي و تراکم بوته و اثرات متقابل اين دو عامل بر روي عملکرد دانه بسيار معني دار بود و بيشترين کاهش عملکرد مربوط به اعمال تنش خشکي در مرحله گل دهي با ميانگين 4/68 تن در هکتار بود که در مقايسه با آبياري نرمال با متوسط عملکرد 8/08 تن در هکتار 42% کاهش عملکرد را نشان داد. بيشترين عملکرد در سطوح مختلف تراکم بوته نيز مربوط به تراکم 60000 بوته در هکتار با ميانگين 7/34 تن در هکتار مي باشد. نتايج تحقيقات پندي و همکاران (Pandy et al., 2000) در خصوص اعمال تنش رطوبتي در مراحل مختلف رشد ذرت نشان داد که اعمال تنش رطوبتي بطور کلي باعث کاهش عملکرد دانه، تعداد دانه در بلال، وزن 100 دانه بلال، کاهش قطر ساقه و کاهش ارتفاع گياه مي شود.

تعداد کل دانه در بلال

تنش خشکي و تراکم بوته همچنين داراي اثر معني داري بر روي تعداد کل دانه در بلال بودند ولي اثر متقابل اين دو عامل بر روي اين صفت معني دار نبود. بيشترين ميانگين تعداد دانه در بلال در سطوح تنش خشکي مربوط به آبياري معمول و کمترين آن مربوط به تنش در مرحله گل دهي بود. نتايج تحقيقات نشان مي دهد که در اثر تنش رطوبتي، تعداد کل دانه در بلال در مقايسه با تيمار بدون اعمال تنش رطوبتي به شدت کاهش مي يابد. در سطوح مختلف تراکم بوته نيز بيشترين تعداد دانه در بلال در تراکم بوته 60000 حاصل گشته است. بطور کلي با افزايش تراکم بوته تعداد دانه در هر بلال کاهش مي يابد. کاهش تعداد دانه در تراکم هاي بالا به علت کاهش در اندازه بلال و خصوصا طول بلال مي باشد که از طريق کاهش تعداد دانه در هر رديف باعث کم شدن تعداد دانه در بلال مي گردد. کوچکي (1375) نيز به اين موضوع اشاره کرده است. از طرف ديگر بسياري از پژوهشگران مثل زنگ و همکاران (Zang et al., 2004) و زمانيان و نجفي (Zamanian and Najafi , 2002) کاهش تعداد دانه در بلال را به علت عدم همزماني گرده افشاني و کاکل دهي ذرت در تراکم هاي بالا و در نتيجه عدم تلقيح مناسب را به علت رقابت بيش از اندازه گزارش نموده اند.

وزن 100 دانه

تنش خشکي تاثير بسيار معني داري بر روي وزن صد دانه داشته در حالي که تراکم بوته هيچ اثري را بر روي اين صفت نشان نمي دهد. کمترين وزن صد دانه با ميانگين 16/59 گرم مربوط به اعمال تنش خشکي در مرحله پر شدن دانه ها و بيشترين آن مربوط به تنش خشکي در مرحله قبل از گل دهي است (22/62 گرم). کاهش وزن دانه ها در تيمار تنش خشکي در دوره پر شدن دانه ها به علت کاهش فتوسنتز جاري گياه و کاهش طول دوره پر شدن دانه ها بوده و علت افزايش وزن دانه ها در تيمارهاي تنش خشکي قبل از گل دهي و به هنگام گل دهي به جهت کاهش در اندازه مخزن به علت کاهش تعداد دانه هاي تلقيح شده بوده که پس از رفع تنش اين تعداد دانه هاي کمتر وزن بيشتري نسبت به حالت نرمال خواهند داشت. مطالعات پندي و همکاران (Pandy et al., 2000) در خصوص اعمال تنش رطوبتي در مراحل مختلف رشد ذرت نشان داد که اعمال تنش رطوبتي باعث کاهش وزن 100 دانه بلال مي شود. وزن 100 دانه نيز با افزايش تراکم کاهش معني دار نشان مي دهد. بسياري از پژوهشگران مثل زنگ و همکاران (Zang et al., 2004) و زمانيان و نجفي (Zamanian and Najafi , 2002) در تحقيقات خود به اين موضوع اشاره کرده اند.

تعداد روز تا 50% گرده افشاني

تنش خشکي و تراکم بوته داراي اثرات بسيار معني داري بر روي اين صفت بودند. بيشترين روز تا 50% گرده افشاني مربوط به تيمار آبياري نرمال (61/33 روز) بود که با ساير تيمارها تفاوت آماري معني دار داشت. اعمال تيمارهاي تنش موجب کاهش معني دار تعداد روز جهت رسيدن به 50 درصد گرده افشاني شد. در سوطح تراکم بوته نيز افزايش تراکم بوته در هکتار باعث بيشتر شدن روزهاي تا 50% گرده افشاني شده است به طوريکه بيشترين تعداد روز تا 50% گرده افشاني مربوط به تراکم 90000 بوته در هکتار مي باشد. (57/16 روز)

فاصله زماني بين 50% گرده افشاني و ظهور گل آذين ماده

تنش خشکي و تراکم بوته هر دو داراي اثر بسيار معني داري بر روي فاصله بين 50% گرده افشاني و ظهور گل آذين ماده مي باشند. تنش خشکي به هنگام گل دهي طولاني ترين فاصله زماني را ايجاد نموده (6/66 روز) و از اين طريق به علت تلقيح نامناسب دانه ها باعث کاهش عملکرد گشته است در حالي که اين فاصله زماني در تيمار آبياري نرمال 2/11 روز مي باشد. مهمترين اثر اعمال تنش خشکي قبل از گل دهي به تاخير افتادن ظهور گل آذين ماده و در نتيجه عدم همزماني گرده افشاني و کاکل دهي مي باشد که باعث عدم گرده افشاني تخمک ها و در نتيجه کاهش عملکرد دانه مي گردد.
نتايج تحقيقات بالوس و مارتينز (Bolaoos and Martinez, 1993) و ادميد و بالوس (Edmeads and Bolaoos, 1993) بر اين موضوع دلالت دارد. کالير و همکاران (Calir et al., 2004) اذعان مي دارند که تنش خشکي در مرحله کاکل دهي باعث تاخير در ظهور اندام زايشي ماده مي شود. تراکم 90000 بوته در هکتار نيز اين فاصله زماني را به حدود 4 روز رسانده و بيشترين ميانگين را نسبت به دو سطح ديگر تراکم بوته به خود اختصاص داده است. تراکم هاي 60000 و 75000 بوته در هکتار در رديف هاي بعدي قرار داشته ولي با يکديگر اختلاف معني داري نشان نمي دهند. بسياري از پژوهشگران مثل زنگ و همکاران (Zang et al., 2004) و زمانيان و نجفي (Zamanian and Najafi, 2002) عدم همزماني گرده افشاني و کاکل دهي ذرت در تراکم هاي بالا را به علت رقابت بيش از اندازه گزارش نموده اند.

تعداد روز تا رسيدن فيزيولوژيکي

تنش خشکي اثر بسيار معني داري بر تعداد روز تا رسيدن فيزيولوژيکي داشت ولي تراکم بوته اثر معني داري بر روي اين صفت نشان نداد. کمترين روزهاي تا رسيدن فيزيولوژيکي به مدت 93/66 روز مربوط به تنش خشکي در زمان پر شدن دانه بوده و به همين علت دانه هاي چروکيده با وزن کمتري را توليد نمود. بيشترين ميانگين (118 روز) نيز مربوط به تنش خشکي قبل از گل دهي است. به طور کلي اعمال تنش خشکي قبل از گل دهي و به هنگام گل دهي در ذرت باعث ديررسي گشته و باعث تاخير در رسيدن فيزيولوژيکي مي گردد. مهمترين اثر اعمال تنش خشکي قبل از گل دهي به تاخير افتادن ظهور گل آذين نر (کاکل دهي) شده و در نتيجه تاخير در تلقيح شده و محصول ديررس مي شود و موجب کاهش عملکرد دانه مي گردد. نتايج تحقيقات بالوس و مارتينز (Bolaoos and Matinez, 1993) و ادميد و بالوس (Edmeads and Bolaoos, 1993) بر اين موضوع دلالت دارد. کالير و همکاران (Calir et al., 2004) اذعان مي دارند که تنش خشکي در مرحله کاکل دهي باعث تاخير در ظهور اندام زايشي ماده و در نتيجه ديررس تر شدن محصول مي شود. در حالي که تنش به هنگام پر شدن دانه ها باعث کاهش فتوسنتز برگها به علت کمبود آب و انتقال سريع کربوهيدراتها و عناصر معدني قابل انتقال شده و نهايتا باعث خشک شدن برگها و ساقه ها گشته و رسيدگي فيزيولوژيکي را تسريع مي نمايد.

بحث و نتيجه گيري

بطور خلاصه مي توان نتيجه گرفت که بروز تنش خشکي داراي اثر معني داري بر کاهش عملکرد ذرت بوده و خصوصا در صورتي که اين تنش به هنگام گل دهي و يا در دوره پر شدن دانه اتفاق افتاده باشد کاهش عملکرد چشمگيري را به همراه خواهد داشت. نتايج تحقيقات کالير (Calir , 2004) در خصوص اعمال تنش رطوبتي در مراحل مختلف رشد ذرت نشان مي دهد که تنش رطوبتي در مرحله کاکل دهي و تشکيل بلال موجب کاهش شديد ارتفاع و عملکرد محصول مي شود. هم چنين اعمال تنشي رطوبتي در مرحله رشد رويشي باعث افت 32-28 درصدي ماده خشک توليدي خواهد شد. اين کاهش عملکرد در مورد تيمار تنش به هنگام گل دهي به علت خشک شدن برگ هاي فوقاني و گل هاي نر موجب اختلال در عمل تلقيح دانه ها شده و عملکرد را کاهش مي دهد و در تيمار تنش به هنگام پر شدن دانه ها از طريق اثر مستقيم بر فتوسنتز جاري گياه و کاهش ميزان آسميلاتها باعث پديد آمدن دانه هاي چروکيده با وزن کمتر شده و همچنين به علت جلو افتادن تاريخ رسيدن فيزيولوژيکي باعث کوتاه شدن طول دوره پر شدن دانه ها مي گردد. تراکم بوته بالا اثراتي مشابه تنش خشکي داشته و تقريبا بصورت مشابهي باعث کاهش عملکرد مي گردد که از آن جمله مي توان به تاخير افتادن ظهور کاکل ها تحت هر دو شرايط و در نتيجه عدم تلقيح مناسب دانه ها و در بعضي موارد عدم تشکيل بلال و عقيمي بوته ها اشاره نمود (کوچکي 1375). همچنين تراکم هاي بالا نظير اعمال تنش خشکي به هنگام گل دهي و قبل از آن باعث بوجود آمدن بلال هاي کوچک تر با تعداد دانه هاي کمتر در هر بلال خواهد شد. به همين دليل اختيار نمودن تراکم بالاي بوته در واحد سطح و سپس ارزيابي اثرات آن مي تواند به عنوان معياري جهت انتخاب ژنوتيپ هاي مقاوم به خشکي توسط محققين اصلاح نباتات مورد استفاده واقع گردد.

پي نوشتها:

*عضو هيأت علمي مرکز تحقيقات کشاورزي و منابع طبيعي ورامين
seilsep@yahoo.com
** عضو هيات علمي مرکز تحقيقات کشاورزي و منابع طبيعي ورامين

منبع:نشريه پژوهش در علوم کشاورزي جلد 2 شماره2
/خ